Uno studio pilota multidisciplinare coordinato dalla Sapienza ha sperimentato una tecnica innovativa per l’esame di una particolare tipologia di cellule tumorali. Oltre all’osservazione al microscopio della forma delle cellule, come viene fatto abitualmente, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica ottica chiamata spettroscopia Raman, che permette di analizzare la composizione molecolare dei tessuti, cioè proteine, lipidi e acidi nucleici.
Questo approccio consente di collegare ciò che cambia a livello molecolare con ciò che si osserva fisicamente nella struttura del tessuto. Infatti le firme molecolari associate al tumore sono coerenti e riconoscibili anche quando le differenze morfologiche non sono immediatamente evidenti. Non sempre infatti il tessuto sano e quello tumorale sono facilmente distinguibili dalla forma delle cellule.
In particolare nel caso del carcinoma squamoso della cervice uterina, patologia molto diffusa, la diagnosi si basa ancora fortemente su tecniche invasive e sull’interpretazione visiva del patologo. Capire se esistono firme molecolari affidabili potrebbe in futuro aiutare a migliorare la caratterizzazione dei tessuti.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Plos One, è stato possibile grazie alla combinazione di competenze diverse (ingegneristiche, cliniche e patologiche) e all’accesso a strumentazione avanzata presente nei laboratori Sapienza.
In passato, molti studi si sono concentrati su una sola tecnica alla volta. Per questo invece è stato possibile mettere insieme dati molecolari e strutturali in modo coordinato.
Il lavoro è frutto della collaborazione interdisciplinare tra diversi dipartimenti della Sapienza, la Ginecologia Oncologica e l’Anatomia Patologica del Policlinico Universitario Umberto I e il Centro di ricerca per le Nanotecnologie applicate all’Ingegneria (CNIS).
La tecnica ottica della spettroscopia Raman è basata sul fenomeno di diffusione anelastica della radiazione elettromagnetica dovuto all’interazione con i moti vibrazionali e rotazionali di una molecola (effetto Raman).
L’analisi è stata condotta su campioni istologici di tessuto cervicale fissati e inclusi in paraffina, analizzati mediante spettroscopia Raman per individuare differenze biochimiche tra regioni sane e tumorali, tra cui stroma, ghiandole, tessuto nervoso, vasi sanguigni, infiltrato infiammatorio e aree necrotiche. L’analisi spettrale ha messo in evidenza impronte molecolari distintive associate a variazioni nella composizione di proteine, acidi nucleici e lipidi nelle aree patologiche.
Lo studio correla direttamente le informazioni molecolari della spettroscopia Raman con immagini morfologiche ad alta risoluzione, ottenute con microscopia elettronica (SEM) e microscopia a forza atomica (AFM), sugli stessi campioni e nelle stesse aree di tessuto. Questo approccio permette di collegare ciò che cambia a livello molecolare con ciò che si osserva fisicamente nella struttura del tessuto, rafforzando l’interpretazione dei segnali Raman.
La ricerca mostra che i tessuti tumorali presentano alterazioni molecolari ben riconoscibili rispetto ai tessuti sani. Queste alterazioni sono coerenti con i cambiamenti strutturali osservati a scala micro e nanometrica. Inoltre si è stabilito che la spettroscopia Raman è sensibile anche a differenze che non sempre sono immediatamente visibili con le tecniche di imaging tradizionali.
Pur trattandosi di uno studio pilota, i risultati suggeriscono che la spettroscopia Raman possa rappresentare una promettente tecnica di supporto alla caratterizzazione dei tessuti tumorali cervicali, ponendo le basi per futuri studi su campioni freschi e per una possibile integrazione in contesti diagnostici clinicamente rilevanti.
Riferimenti: Anacleto Proietti, Emanuele De Angelis, Luca Buccini, Martina Leopizzi, Angelina Pernazza, Francesco Mura, Angelica Accorinti, Gianluca Sbardella, Giancarlo La Penna, Roberta Maria Arseni, Giorgia Perniola, Daniele Passeri, Carlo Della Rocca, Marco Rossi, Violante Di Donato, A Pilot Multimodal Study of Cervical Cancer: Raman Spectroscopy as a Molecular Fingerprint Tool. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0327286
(Fonte: Sapienza Università di Roma)
